半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够抑制发射极电阻的增大且具有适合于高输出动作的构成的半导体装置。多个单位晶体管在基板的表面沿第一方向排列地配置。与单位晶体管对应地配置输入电容元件。在单位晶体管的发射极层连接发射极共用布线。在与发射极共用布线重叠的位置设置从发射极共用布线到达至基板的背面的导通孔。在单位晶体管的集电极层连接集电极共用布线。多个输入电容元件、发射极共用布线、多个单位晶体管以及集电极共用布线按上述记载顺序沿第二方向排列地配置。将多个输入电容元件与对应的单位晶体管的基极层连接的基极布线与发射极共用布线不物理性接触地交叉。

Semiconductor Device

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本专利技术涉及半导体装置。
技术介绍
伴随着智能手机的发展，要求移动通信系统的通信速度的提高。作为实现通信速度的提高的技术，导入捆束多个频段的载波的被称为载波聚合的技术。在将载波聚合应用于在多个国家、地区使用的全球终端的情况下，便携式终端的无线频率用的包括功率放大器、滤波器、开关等的前端成为复杂的构成，前端部分中的损耗增大。为了得到便携式终端所需要的充分必要的发送功率，而放大发送信号的功率放大器所要求的输出功率提高。另外，伴随着移动通信系统所使用的频率提高，一个基站所覆盖的范围变窄。为了利用一个基站覆盖较宽的范围，期望提高了便携式终端的输出功率的高输出终端(HPUE)。为了与HPUE对应，要求对便携式终端的功率放大器输出更大的功率。在下述的专利文献1中，公开了使多个晶体管均匀地动作，实现低消耗功率以及良好的失真特性的功率放大器。专利文献1所公开的功率放大器具备输入高频信号的匹配电容和沿规定的方向排列地配置有多个晶体管的晶体管列。匹配电容具有上层电极以及下层电极。晶体管列放大从匹配电容的下层电极输出的高频信号。在与晶体管列相邻的区域，在距晶体管列的两端几乎相等的距离处，形成有与发射极连接的接地的导通孔。匹配电容的下层电极是隔着导通孔配置为均等地分配高频信号的微带线路，与多个晶体管的基极端子连接。专利文献1：日本特开2012－109320号公报在专利文献1所公开的功率放大器中，匹配电容的下层电极沿多个晶体管排列的方向隔着导通孔配置。在配置了该下层电极的区域不能够配置导通孔。因此，导通孔的个数被限制。距导通孔较远的晶体管的发射极电阻增大，难以实现增益等特性的提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供能够在不使集电极电阻增大的情况下使发射极电阻降低，且具有适合于高输出动作的构成的半导体装置。本专利技术的一观点的半导体装置具有：多个单位晶体管，在基板的第一面沿第一方向排列地配置，并且具有基极层、发射极层、集电极层；输入电容元件，与多个上述单位晶体管的各个上述单位晶体管对应地配置，并且与对应的上述单位晶体管的基极层连接；发射极共用布线，与多个上述单位晶体管的发射极层连接；导通孔，设置在与上述发射极共用布线重叠的位置，并且从上述发射极共用布线到达至上述基板的与上述第一面相反侧的第二面；以及集电极共用布线，与多个上述单位晶体管的集电极层连接，配置了多个上述输入电容元件的输入电容区域、上述发射极共用布线、配置了多个上述单位晶体管的晶体管区域、以及上述集电极共用布线按照它们的记载顺序沿与上述第一方向交叉的第二方向排列地配置，将多个上述输入电容元件与对应的上述单位晶体管的基极层连接的基极布线与上述发射极共用布线不物理性接触地交叉。输入电容元件不会成为导通孔的配置的妨碍。因此，能够缩短从导通孔到单位晶体管的距离。其结果是，能够在不使集电极电阻增大的情况下使发射极电阻降低，所以能够抑制输出功率的降低，实现增益的提高。附图说明图1是示意性地表示第一实施例的半导体装置的平面配置的图。图2是第一实施例的半导体装置的俯视图。图3A以及图3B分别是图2的点划线3A－3A处的剖视图以及点划线3B－3B处的剖视图。图4是第二实施例的半导体装置的俯视图。图5A以及图5B分别是图4的点划线5A－5A处以及点划线5B－5B处的剖视图。图6是比较例的半导体装置的俯视图。附图标记说明：10…输入电容区域，11…发射极共用布线，12…晶体管区域，13…集电极共用布线，20…单位晶体管，21…活性区域，22B…第一层的基极布线，22C…第一层的集电极布线，22E…第一层的发射极布线，23B…第二层的基极布线，23E…第二层的发射极布线，30…输入电容元件，30L…下层电极，30U…上层电极，32…电阻元件，33…输入信号布线，34…偏置布线，40…导通孔，50…基板，51…子集电极层，52…集电极层，53…基极层，54…发射极层，55B…基极电极，55C…集电极电极，55E…发射极电极，57…接地层，60…集电极用的焊盘。具体实施方式[第一实施例]参照图1～图3B的附图，对第一实施例的半导体装置进行说明。图1是示意性地表示第一实施例的半导体装置的平面配置的图。第一实施例的半导体装置包括由半导体构成的基板，在该基板形成有多个有源元件、无源元件以及布线。定义将基板的一个第一面设为xy面，并将第一面的法线方向设为z轴的正向的xyz正交坐标系。在基板的第一面，具有基极层、发射极层、集电极层的多个单位晶体管20沿y轴方向排列地配置。与多个单位晶体管20的各个对应地配置输入电容元件30。多个输入电容元件30也沿y轴方向排列地配置，并且分别与对应的单位晶体管20的基极层连接。多个单位晶体管20的发射极层以及集电极层分别与发射极共用布线11以及集电极共用布线13连接。在与发射极共用布线11重叠的位置配置有多个导通孔40。导通孔40的各个从发射极共用布线11到达至基板的与第一面相反侧的第二面。在基板的第二面配置有接地层。发射极共用布线11经由导通孔40内与形成在基板的第二面的接地层连接。如图1所示，配置了多个输入电容元件30的输入电容区域10、发射极共用布线11、配置了多个单位晶体管20的晶体管区域12以及集电极共用布线13按照它们的记载顺序沿x轴方向排列地配置。多个输入电容元件30的一个电极分别经由基极布线23B与对应的单位晶体管20的基极层连接。基极布线23B不与发射极共用布线11物理性接触，而与发射极共用布线11交叉。基极布线23B不与发射极共用布线11电短路，而与发射极共用布线11交叉。多个输入电容元件30的另一个电极与共用的输入信号布线33连接。高频输入信号经由输入信号布线33、输入电容元件30以及基极布线23B供给到单位晶体管20各自的基极层。多个输入电容元件30的与单位晶体管20连接的电极分别经由电阻元件32与共用的偏置布线34连接。偏置电流或者偏置电压经由偏置布线34以及电阻元件32供给至单位晶体管20的基极层。这样，第一实施例的半导体装置包括相互并联连接的多个单位晶体管20，例如使用于功率放大器的输出级。图2是第一实施例的半导体装置的俯视图。输入电容区域10、发射极共用布线11、晶体管区域12以及集电极共用布线13按照它们的记载顺序沿x轴方向排列地配置。在晶体管区域12内，沿y轴方向排列地配置有多个活性区域21，在多个活性区域21内，分别配置有单位晶体管20(图1)。单位晶体管20例如是包括集电极层、基极层以及发射极层的异质结双极晶体管。在基板之上配置有至少两层金属布线层。在活性区域21内配置有第一层的布线层所包含的集电极布线22C、基极布线22B以及发射极布线22E。集电极布线22C以及发射极布线22E分别由一对导体图案构成。第一层的基极布线22B配置在活性区域21内的接近发射极共用布线11的一侧(在图2中为左侧)。在第一层的基极布线22B之下配置有与基极层欧姆连接的基极电极。基极电极从与第一层的基极布线22B重叠的区域朝向与发射极共用布线11相反的侧(在图2中为右侧)与x轴平行地延伸。第一层的发射极布线22E的一对导体图案分别配置于在x轴方向上较长的基极电极的旁边(在图2中为上侧和下侧)。构成发射极布线22E的导体图案也具有在x轴方向上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，具有：多个单位晶体管，在基板的第一面沿第一方向排列地配置，并且具有基极层、发射极层、集电极层；输入电容元件，与多个所述单位晶体管的各个所述单位晶体管对应地配置，并且与对应的所述单位晶体管的基极层连接；发射极共用布线，与多个所述单位晶体管的发射极层连接；导通孔，设置在与所述发射极共用布线重叠的位置，并且从所述发射极共用布线到达至所述基板的与所述第一面相反侧的第二面；以及集电极共用布线，与多个所述单位晶体管的集电极层连接，配置了多个所述输入电容元件的输入电容区域、所述发射极共用布线、配置了多个所述单位晶体管的晶体管区域、以及所述集电极共用布线按照它们的记载顺序沿与所述第一方向交叉的第二方向排列地配置，将多个所述输入电容元件与对应的所述单位晶体管的基极层连接的基极布线与所述发射极共用布线不物理性接触地交叉。

【技术特征摘要】
2018.01.10 JP 2018-0020301.一种半导体装置，具有：多个单位晶体管，在基板的第一面沿第一方向排列地配置，并且具有基极层、发射极层、集电极层；输入电容元件，与多个所述单位晶体管的各个所述单位晶体管对应地配置，并且与对应的所述单位晶体管的基极层连接；发射极共用布线，与多个所述单位晶体管的发射极层连接；导通孔，设置在与所述发射极共用布线重叠的位置，并且从所述发射极共用布线到达至所述基板的与所述第一面相反侧的第二面；以及集电极共用布线，与多个所述单位晶体管的集电极层连接，配置了多个所述输入电容元件的输入电容区域、所述发射极共用布线、配置了多个所述单位晶体管的晶体管区域、以及所述集电极共用布线按照它们的记载顺序沿与所述第一方向交叉的第二方向排列地配置，将多个所述输入电容元件与对应的所述单位晶体管的基极层连接的基极布线与所述发射极共用布线不物理性接触地交叉。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，在所述基极布线与所述发射极共用布线的交叉位置，所述基极布线隔着绝缘膜配置在所述发射极共用布线之上。3.根据权利要求1或者2所述的半导体装置，其中，多个所述输入电容元件包括与所述基极布...

【专利技术属性】
技术研发人员：小屋茂树，筒井孝幸，中井一人，田中佑介，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP